[發(fā)明專利]一種可穿戴式口型捕捉設(shè)備及其使用方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010135880.9
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN111267130A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 貢亮;陸杰
• 申請（專利權(quán)）人: 拉瑪機(jī)器人（上海）有限公司
• 主分類號: B25J13/08
• 分類號: B25J13/08;B25J13/00;G06F3/01
• 代理公司: 上海精晟知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31253
• 代理人: 姜杉

本發(fā)明提供了一種可穿戴式口型捕捉設(shè)備及其使用方法。包括控制器、傳感器和固定帶；傳感器能獲得自身姿態(tài)的三個歐拉角；傳感器連接并傳輸信息至控制器，包括第一傳感器和第二傳感器；控制器固定在固定帶上；傳感器的位置是可調(diào)節(jié)的，第一傳感器貼近用戶下巴，第二傳感器貼近用戶后腦。由于本發(fā)明采用傳感器數(shù)量較少，導(dǎo)致系統(tǒng)需要處理的數(shù)據(jù)量較少，算法較為簡單。并且由于使用的傳感器以及相應(yīng)算法的設(shè)計(jì)，也使傳感器受到的噪聲影響最小化。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，體型偏小，成本較低，且容易攜帶和穿戴。本發(fā)明用途廣泛，可同時用于人體動畫模型、仿生機(jī)器人和醫(yī)療等領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及運(yùn)動重定向技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種可穿戴式口型捕捉設(shè)備及其使用方法。

背景技術(shù)

運(yùn)動重定向技術(shù)是利用已經(jīng)存在的運(yùn)動，通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)整處理，把運(yùn)動映射到目標(biāo)模型上，使目標(biāo)模型具有相似的運(yùn)動，而計(jì)算機(jī)三維動畫制作過程復(fù)雜而浪費(fèi)時間，在動畫制作中使用運(yùn)動重定向技術(shù)可節(jié)約大量時間。隨著計(jì)算機(jī)、傳感器等相關(guān)技術(shù)上的飛速發(fā)展,運(yùn)動重定向技術(shù)日趨完善,進(jìn)入到了實(shí)用化階段，其應(yīng)用范圍也越來越廣，例如、體育訓(xùn)練、康復(fù)醫(yī)療、虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域。

而當(dāng)今運(yùn)動重定向技術(shù)的一個重要實(shí)用化應(yīng)用途徑就是仿人機(jī)器人領(lǐng)域。仿人機(jī)器人具有與人體結(jié)構(gòu)和運(yùn)動規(guī)律相似這一優(yōu)勢。因此我們就能利用運(yùn)動重定向技術(shù)來獲取人體動作數(shù)據(jù)從而轉(zhuǎn)換為機(jī)器人關(guān)節(jié)角數(shù)據(jù)，以此來驅(qū)動機(jī)器人，對機(jī)器人的運(yùn)動規(guī)劃、遠(yuǎn)程操作、人機(jī)工程學(xué)等方面的研究有著較大的幫助。其容易實(shí)現(xiàn)、還原度高、精度高等優(yōu)點(diǎn)對于仿人機(jī)器人在復(fù)雜動作設(shè)計(jì)方面，體現(xiàn)出了較高的應(yīng)用價值。

然而就最近的情況來看，廣泛地應(yīng)用運(yùn)動重定向技術(shù)卻面臨了不少的問題。例如中國專利CN201710709114.7公開了一種嘴唇動作捕捉方法，其利用光學(xué)式技術(shù)，通過分析預(yù)先載入的平均模型和獲得的實(shí)時圖像以獲得嘴唇動作，精確度較好，但所需的生產(chǎn)成本高和應(yīng)用場景受限，因而可移植性差，故大規(guī)模生產(chǎn)和推廣的意義不大。

中國專利申請?zhí)?01811334444.3公開了一種人體運(yùn)動捕獲裝置和方法，其主要方法是利用人體運(yùn)動捕獲裝置的初始數(shù)據(jù)和位移數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)差值計(jì)算出姿態(tài)和位置信息，其數(shù)據(jù)吞吐量大、無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時捕捉、測量噪聲大和系統(tǒng)偏置，因而精確度低和時效性差，故大規(guī)模生產(chǎn)和推廣的意義不大。

美國專利System and Method for Motion Capture in Natural Environments，IPC8類：AGO1C2300FI，其主要方法利用聲學(xué)式方法使用較多的傳感器，硬件和軟件要求較高和測量噪聲大，因而可移植性較差，故大規(guī)模生產(chǎn)和推廣的意義不大。

由此可知，若要實(shí)現(xiàn)運(yùn)動重定向功能，就需要大規(guī)模地為動作捕捉主體安裝運(yùn)動識別設(shè)備，如此大量地安裝動作捕獲設(shè)備的成本就會非常高昂。如果還想要提高動作捕獲的全面性和準(zhǔn)確性，就會進(jìn)一步的增加設(shè)備成本，使運(yùn)動重定向技術(shù)的廣泛應(yīng)用受到阻礙。另外，現(xiàn)在已經(jīng)研發(fā)并且大量投入使用的動作識別設(shè)備多數(shù)體型偏大，難以攜帶且會影響運(yùn)動捕獲主體的部分運(yùn)動，因此不適用于個人的使用，這個問題也限制了如今運(yùn)動重定向技術(shù)的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明中披露了一種可穿戴式口型捕捉設(shè)備及其使用方法，在較大程度上兼顧了精確性、時效性和可移植性，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)施的：

一種可穿戴式口型捕捉設(shè)備，包括：控制器、傳感器和固定帶，其特征在于：所述傳感器能獲得自身姿態(tài)的三個歐拉角；

所述傳感器的數(shù)量不少于兩個，包括第一傳感器和第二傳感器；

所述第一傳感器和所述第二傳感器分別連接所述控制器；所述第一傳感器采集并傳輸?shù)谝蛔藨B(tài)信息給所述控制器；所述第二傳感器采集并傳輸?shù)诙藨B(tài)信息給所述控制器；

所述控制器固定在所述固定帶上；